功率因数计算方法及注意事项

工业企业的功率因数通常随着负荷的变化与电压的波动而经常变化，而供电部门又要求工业企业的加权功率因数不低于0.9～0.85。所以在提高工业企业的功率因数进行无功功率补偿容量的计算之前，首先要了解有关的几个功率因数的概念。

1.加权功率因数cosφ_J按有功电能和无功电能为参数计算而得的功率因数称为加权功率因数，其计算公式如下

式中 W_P——有功电能（kW·h）；

W_Q——无功电能（kvar·h）。

当上式中W_P、W_Q为工业企业一个月中从有功电能表与无功电能表所记录的读数，代入上式计算所得的加权功率因数，即供电部门用来调整电费的月平均功率因数。一般是对已经进行生产的工业企业计算功率因数用的，对于正在进行设计的工业企业则采用下述的计算方法。

2.最大负荷时的功率因数cosφ₁、cosφ₂根据功率因数的定义

可以分别写出

（1）补偿前最大负荷时的功率因数cosφ1

（2）补偿后最大负荷时的功率因数cosφ2

上两式中 P_ca——全企业的有功计算负荷（kW）；

Q_ca——全企业的无功计算负荷（kvar）；

Q_c——全企业的无功补偿容量（kvar）；

S_ca、S_c′_a——全企业补偿前、后的视在计算负荷（kVA）。

3.总平均功率因数cosφ_av(www.zuozong.com)

（1）补偿前总平均功率因数（亦称自然总平均功率因数）cosφ1av

（2）补偿后总平均功率因数cosφ2

上两式中 P_ca、Q_ca、Q_c——所代表的意义同前；

P_av——全企业的有功平均计算负荷（kW），P_av=α·P_ca；

Q_av——全企业的无功平均计算负荷（kvar），Q_av=β·Q_ca；

α、β——有功及无功的月平均负荷系数；

S_av、S_a′_v——全企业补偿前、后的视在平均计算负荷（kVA）。

现在我们来讨论补偿后的总平均功率因数cosφ_2av，它是全企业的有功平均计算负荷与视在平均计算负荷之比，如果考虑到全企业一个月实际工作小时数，则cosφ_2av亦可用如下形式来表达

式中 t——全企业一个月实际工作小时数（h）；

W_P——全企业一个月的有功电能消耗量（kW·h），W_P=α·P_ca·t；

W_Q——全企业一个月的无功电能消耗量（kW·h），W_Q=（β·Q_ca－Q_c）·t。

因此，用平均有功功率和平均无功功率计算的总平均功率因数cosφ_2av与供电局用有功电能和无功电能计算的加权功率因数cosφ是统一的。所以在设计时，应以补偿前、后的总平均功率因数是否达到设计规范要求值来计算补偿容量，而不是以补偿前、后的最大负荷时功率因数是否达到设计规范要求值来计算补偿容量。如果设计时所计算的无功补偿容量偏小，则当企业变电所投入运行后，在计算电费时将要经常受到罚款。